張 華 童津津 孫銘維 楊德蓮 張 婕 熊本海 蔣林樹*

(1.奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102206； 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193)

反芻動(dòng)物瘤胃是一個(gè)復(fù)雜的厭氧發(fā)酵體系，瘤胃微生物與其建立了一種共生關(guān)系。瘤胃為微生物發(fā)酵提供營養(yǎng)和適宜的環(huán)境條件，而微生物降解纖維及合成微生物蛋白(microbial protein，MCP)又為反芻動(dòng)物供應(yīng)能量和蛋白質(zhì)。與此同時(shí)，發(fā)酵過程中也伴隨著能量的損失以及二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)等氣體的產(chǎn)生。因此，合理調(diào)控反芻動(dòng)物的瘤胃發(fā)酵已經(jīng)成為了動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)家們高度關(guān)注的一個(gè)研究領(lǐng)域。目前調(diào)控瘤胃發(fā)酵的主要方式有合理飼喂、改善飼糧組成及其加工處理、使用飼料添加劑等。飼料添加劑調(diào)控主要以添加抗生素等藥物的方式進(jìn)行，但使用抗生素所造成的藥物殘留問題日益嚴(yán)重[1]，藥物殘留不僅對(duì)環(huán)境造成污染，還會(huì)危及人類健康。因此，尋找合適的抗生素替代品已迫在眉睫[2]。

植物提取物是以植物為原料，經(jīng)過一系列物理化學(xué)加工過程，得到的含有一種或多種有效成分的混合物，因其低毒副作用及其所具有的天然性、營養(yǎng)性和生物活性等特性已受到從業(yè)者的高度重視。近年來的研究表明，植物提取物對(duì)瘤胃發(fā)酵具有一定的調(diào)控作用。某些植物提取物可以改變瘤胃發(fā)酵模式，從而降低瘤胃蛋白的降解率，減少CH4氣體的排放[3]。

目前，植物提取物對(duì)瘤胃發(fā)酵調(diào)控的研究主要集中在減少CH4氣體的排放、改善瘤胃發(fā)酵模式、降低蛋白質(zhì)的瘤胃降解率等方面[4-5]。現(xiàn)就植物提取物在瘤胃發(fā)酵調(diào)控作用及其機(jī)制等方面的研究進(jìn)展作一綜述，為其在反芻動(dòng)物營養(yǎng)上的應(yīng)用提供參考。

1 植物提取物對(duì)瘤胃揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acids，VFA)的影響

VFA是飼糧中碳水化合物在瘤胃中降解的主要產(chǎn)物，是反芻動(dòng)物主要的能量來源及合成乳脂肪和體脂的原料。VFA所提供的瘤胃可發(fā)酵能量占到飼糧可消化能的60%以上，可見VFA在反芻動(dòng)物能量代謝中的重要地位。

近年來，只有少數(shù)研究證明了添加植物提取物提高了瘤胃VFA的濃度。吳端欽等[6]利用體外產(chǎn)氣法研究發(fā)現(xiàn)，向精粗比為30∶70的飼糧中添加5%和10%的亞麻籽油，試驗(yàn)組VFA濃度顯著增加，乙酸比例顯著降低，丙酸比例顯著升高，乙酸/丙酸值顯著降低。Mao[7]在斷奶山羊飼糧中分別添加茶葉皂苷(3 g/d)和豆油(3%)，結(jié)果表明，所有試驗(yàn)組的VFA生成量顯著升高。Pilajun等[8]向瘺管水牛的飼糧中以30 g/kg的水平添加山竹果皮提取物，結(jié)果顯示添加組VFA濃度顯著提高。Mateos等[9]研究發(fā)現(xiàn)，向精粗比為50∶50的飼糧中以180 mg/L的水平添加肉桂醛，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組VFA的濃度及乙酸比例顯著提高。

然而在多數(shù)的研究中，添加植物提取物可導(dǎo)致VFA濃度下降或者沒有影響。史浩亭等[10]利用人工瘤胃技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，向飼糧中分別添加1%、2%、3%、4%的蘇子油，對(duì)VFA濃度無顯著影響。梁賢威等[11]向泌乳水牛中添加精料飼喂量的4%的葵花籽油、茶油及其組合，降低了瘤胃液VFA的濃度，但差異不顯著。Thao等[12]向自由采食的水牛中以2 mL/d的量添加桉樹油，結(jié)果表明VFA的濃度沒有改變，乙酸的比例降低，丙酸的摩爾比升高。Khorrami等[13]向荷斯坦奶牛的基礎(chǔ)飼糧中添加植物提取物活性成分百里酚和肉桂醛，飼養(yǎng)21 d后發(fā)現(xiàn)對(duì)VFA的濃度、乙酸以及丁酸的比例沒有影響。Benhissi等[14]利用批次培養(yǎng)技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，向飼糧中添加2%富含單寧的植物提取物，發(fā)酵24 h后對(duì)VFA的濃度沒有顯著影響。

雖然大量的研究表明植物提取物降低了瘤胃VFA的濃度或?qū)ζ錄]有影響，但卻可改變各VFA的摩爾比。McMurphy等[15]報(bào)道了在16頭小公牛的飼糧中添加皂苷可提高乙酸和丙酸的濃度。金哲勇等[16]向延邊黃牛的基礎(chǔ)飼糧中以475 g/d的劑量添加胡麻油，降低了乙酸的比例，提高了丙酸的比例。降低乙酸/丙酸值是植物提取物改善瘤胃VFA組成的正效應(yīng)，但并不是所有的植物提取物都能正向改善瘤胃VFA組成。Castillejos等[17]報(bào)道了飼糧中添加丁香酚(500 mg/L)減少了丙酸的比例，而沒有影響總的VFA濃度。Busquet等[18]報(bào)道大蒜油(300和3 000 mg/L)和水楊酸芐酯(300和3 000 mg/L)減少了乙酸的比例，提高了丙酸和丁酸的比例。添加一些植物提取物或其活性成分可導(dǎo)致丁酸濃度的提高，這表明這些成分的作用方式不同于莫能菌素。

然而，體外研究的結(jié)果與體內(nèi)的研究結(jié)果并不一致[19]。在體外應(yīng)用的植物提取物添加劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)體生理上可接受的使用比例。根據(jù)Meta分析，體外的植物提取物添加劑量范圍為0.03～500 g/kg[5]，而用于體內(nèi)研究的劑量范圍為：小型反芻動(dòng)物的劑量范圍為0.02～0.75 g/kg，肉用牛的劑量為0.04～0.25 g/kg，奶牛的劑量為0.01～0.43 g/kg[4]。Khiaosaard等[4]研究發(fā)現(xiàn)，與奶牛相比，植物提取物能更有效地降低小型反芻動(dòng)物和肉牛的乙酸、氨濃度和甲烷的產(chǎn)生。例如，大蒜油(500 mg/kg)可顯著降低羊瘤胃中的氨濃度而增加丙酸的濃度[20]，但卻對(duì)奶牛無影響(250 mg/kg)[21]。辣椒素(13～60 mg/kg)可降低肉牛瘤胃內(nèi)乙酸的濃度[22]，而對(duì)奶牛的瘤胃發(fā)酵過程中無顯著影響(9～38 mg/kg)[23]。

瘤胃微生物對(duì)所添加的植物提取物有一個(gè)適應(yīng)性反應(yīng)，這種反應(yīng)對(duì)發(fā)展植物提取物作為添加劑的長效效應(yīng)是一個(gè)挑戰(zhàn)，尤其是添加劑量低的植物提取物。Busquet等[24]利用24 h的批次培養(yǎng)探究了添加大蒜油對(duì)體外瘤胃微生物發(fā)酵的影響，當(dāng)添加劑量為300 mg/L時(shí)，降低了VFA的濃度。在后續(xù)的連續(xù)培養(yǎng)試驗(yàn)中，大蒜油的添加劑量增至312 mg/L時(shí)卻對(duì)VFA的濃度沒有顯著影響。Cardozo等[25]在連續(xù)培養(yǎng)中添加肉桂醛、大蒜和茴香油(7.5 mg/kg)，試驗(yàn)前6 d可改變VFA的濃度，之后對(duì)VFA的濃度沒有影響。這些研究是微生物菌群能夠適應(yīng)植物提取物的強(qiáng)有力證據(jù)，目前也是商業(yè)上開發(fā)植物提取物作為飼料添加劑的一個(gè)挑戰(zhàn)。

2 植物提取物對(duì)瘤胃氮代謝的影響

反芻動(dòng)物和瘤胃微生物區(qū)系之間的共生關(guān)系使反芻動(dòng)物能夠利用非蛋白氮作為氮源來合成MCP，MCP為宿主提供了極好的氨基酸資源用以合成牛奶和肉中的蛋白質(zhì)。然而，對(duì)于高產(chǎn)反芻動(dòng)物來說，瘤胃MCP的合成量并不能滿足其需求。所以通常需要在飼糧中增加飼料蛋白質(zhì)的供給，但這會(huì)增加飼料成本。而且反芻動(dòng)物對(duì)氮的低效利用會(huì)使豐富的氮源流入環(huán)境進(jìn)而造成一定的環(huán)境污染。因此，提高氮的利用率無論是對(duì)反芻動(dòng)物自身還是環(huán)境都是非常有利的。

目前有很多研究旨在判斷植物提取物及其活性成分對(duì)瘤胃氮代謝的影響。張雙雙[26]向32頭泌乳奶牛飼糧中添加葵花籽油、茶油以及混合油，結(jié)果表明與對(duì)照組相比，所有加油組氨態(tài)氮(NH3-N)濃度均顯著降低。Wanapat等[27]向沼澤型水牛飼糧中添加6%的椰子油和葵花籽油的混合油，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組通過抑制瘤胃蛋白的降解顯著降低了NH3-N濃度。但也有一些研究表明植物提取物沒有改變瘤胃的氮代謝或者升高了NH3-N的濃度。Kongmun等[28]研究報(bào)道，向水牛飼糧中添加7%的椰子油對(duì)瘤胃液中NH3-N濃度沒有影響。崔振亮等[29]利用體外產(chǎn)氣法，分別向瘤胃液中添加0.01%、0.10%和1.00%的植物蛻皮甾酮，結(jié)果表明各劑量組NH3-N濃度均有所提高，但差異不顯著。一般將NH3-N濃度作為評(píng)價(jià)瘤胃中氮存留率的一個(gè)重要指標(biāo)，NH3-N濃度的降低意味著瘤胃中蛋白降解率的降低或者瘤胃微生物對(duì)NH3-N利用率的提高。植物提取物對(duì)瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的NH3-N濃度的調(diào)控作用受其化學(xué)結(jié)構(gòu)和添加劑量的影響。Jahani-Azizabadi等[30]利用體外產(chǎn)氣法，向精粗比為1∶1的飼糧中添加140和280 μL/L的肉桂醛和百里酚，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有百里酚減少了NH3-N濃度，肉桂醛對(duì)NH3-N濃度沒有影響。Busquet等[18]利用體外發(fā)酵技術(shù)觀察到一些植物提取物及其主要成分在高濃度時(shí)可降低NH3-N濃度，并且以300 mg/L為產(chǎn)生影響的臨界添加水平，當(dāng)添加劑量較低時(shí)(3 mg/L)則無影響。這些研究表明了植物提取物對(duì)瘤胃氮代謝的影響與其化學(xué)結(jié)構(gòu)和添加劑量有關(guān)。

早期Borchers[31]向含有酪蛋白的瘤胃液中添加百里酚(1 g/L)發(fā)現(xiàn)氨基酸的累積以及NH3-N濃度的下降，表明了氨基酸的去氨基作用受到抑制。McIntosh等[32]進(jìn)一步利用體外批次培養(yǎng)技術(shù)來發(fā)酵酪蛋白和瘤胃液，其中瘤胃液取自每天向其飼糧中添加1 g混合植物油的奶牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氨基酸的去氨基作用被減少了9%。這些研究表明瘤胃液中NH3-N濃度的降低可能是添加植物提取物抑制了氨基酸的去氨基作用。Wallace[33]報(bào)道在羊的飼糧中每天增補(bǔ)100 mg混合植物油可使高產(chǎn)氨菌減少77%。Flythe等[34]進(jìn)一步用富含可溶性的酚類物質(zhì)的紅花苜蓿來探究其對(duì)瘤胃蛋白質(zhì)代謝的影響，結(jié)果表明高產(chǎn)氨菌活性受到抑制，這可能是氨基酸去氨基作用受到抑制的原因。

NH3-N濃度下降的另一種機(jī)制可能是植物提取物發(fā)揮了驅(qū)原蟲作用，瘤胃原蟲可分泌脫氨酶來降解飼料中的蛋白質(zhì)生成NH3-N，但其自身并不能利用NH3-N來合成自身需要的蛋白質(zhì)，并且原蟲可吞噬和消化大量的菌體蛋白，從而使進(jìn)入十二指腸的MCP的數(shù)量減少，原蟲也會(huì)影響蛋白質(zhì)的水解和脫氨基作用，因此去除原蟲可以防止氮在微生物和原蟲之間循環(huán)，從而使進(jìn)入十二指腸MCP的含量增加[35-37]。樊艷華等[38]選用12只體況良好的山羊，在其飼糧中添加絲蘭皂苷探究其對(duì)瘤胃氮代謝的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加絲蘭皂苷組原蟲的數(shù)目顯著降低，瘤胃NH3-N濃度顯著降低，尿氮的排出減少，沉積氮占總采食氮的比例增加，表明絲蘭皂苷可以驅(qū)除原蟲，提高氮的利用效率。Noorian等[39]利用體外產(chǎn)氣法研究發(fā)現(xiàn)，Echiumamoneum提取物的添加導(dǎo)致了NH3-N濃度的下降，并且原蟲的數(shù)目有下降的趨勢。單寧也是一種可提高瘤胃氮代謝的植物提取物，其作用機(jī)制是與飼料蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的復(fù)合物，這樣可以保證飼料蛋白質(zhì)不被微生物降解，同時(shí)單寧還可以抑制瘤胃內(nèi)一些蛋白水解菌和纖維降解菌的活性，在一定的條件下，可以保護(hù)飼料蛋白質(zhì)不被降解[40-42]。

長期的體外發(fā)酵和體內(nèi)發(fā)酵與短期體外發(fā)酵相比較對(duì)氮代謝影響不顯著。Newbold等[43]和Benchaar等[44]研究報(bào)道，向以大豆粉為發(fā)酵底物的羊或者奶牛的瘤胃液中分別添加110 mg或2 g的混合植物油，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)瘤胃的氮代謝沒有影響。Busquet等[45]和Cardozo等[46]利用雙外流連續(xù)培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)植物油及其有效成分對(duì)瘤胃氮代謝的影響會(huì)在發(fā)酵6～7 d后消失。此結(jié)果表明瘤胃微生物菌群對(duì)植物提取物產(chǎn)生了適應(yīng)性。因此，利用體外24或48 h發(fā)酵培養(yǎng)得出的結(jié)果需謹(jǐn)慎的解釋，因?yàn)榇私Y(jié)果不涉及到瘤胃微生物菌群可能的改變。

3 植物提取物的抗微生物作用

眾所周知，植物提取物對(duì)細(xì)菌、原生動(dòng)物、古細(xì)菌和真菌具有廣泛的抗微生物作用[47]。植物提取物的抗菌特性主要?dú)w因于其活性化合物的疏水性，如萜類化合物和單寧等[48]。據(jù)報(bào)道，單寧可以延緩瘤胃蛋白質(zhì)的分解，提高氨基酸在小腸中的利用率，降低瘤胃內(nèi)氨氣的產(chǎn)生和減少尿素氮的排出，減緩瘤胃蛋白質(zhì)的降解，因此改善動(dòng)物的營養(yǎng)狀況[49]。

研究發(fā)現(xiàn)，植物提取物可改善瘤胃內(nèi)環(huán)境，增強(qiáng)瘤胃微生物活性，促進(jìn)菌體蛋白的合成，提高粗纖維消化率，從而增強(qiáng)生產(chǎn)性能[50]。與奶牛相比，肉牛中相對(duì)較低的瘤胃pH可能會(huì)通過增加其疏水性，進(jìn)而增強(qiáng)植物提取物的活性，從而破壞細(xì)菌細(xì)胞膜[51]。在奶牛體外瘤胃液以及體內(nèi)試驗(yàn)中，添加絲蘭提取物，可提高飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)的消化率、乳品質(zhì)以及血清中免疫球蛋白(Ig)G、IgM和IgA的含量，能顯著降低甲烷的生成，減少能量損失，降低環(huán)境污染[52]。因此，絲蘭植物提取具有強(qiáng)烈的抗原蟲類微生物活力的能力，降低原蟲類微生物數(shù)量，有利于瘤胃氮的利用，增加MCP流向小腸的數(shù)量。

據(jù)報(bào)道，飼糧中添加茶皂素可顯著降低瘤胃pH和NH3-N的濃度，但提高M(jìn)CP產(chǎn)量、丙酸和丁酸濃度，并顯著影響了奶牛瘤胃微生物區(qū)系。當(dāng)瘤胃內(nèi)產(chǎn)甲烷菌的活性被抑制后，瘤胃內(nèi)過剩的氫被用作丙酸的合成，從而提高了丙酸的濃度，進(jìn)而改變了奶牛瘤胃發(fā)酵模式[53-55]。因此，瘤胃微生物在消化中占有重要地位，通過對(duì)其進(jìn)行調(diào)控來改善飼料的消化具有重要意義，充分發(fā)揮瘤胃的消化效率以提高生產(chǎn)性能。目前，瘤胃發(fā)酵調(diào)控劑在生產(chǎn)實(shí)踐中已取得了很好的效果，今后的研究可從以下方面考慮：1)一些瘤胃調(diào)控劑的研究還只停留在表觀上，對(duì)具體的機(jī)理還不清楚，要注重機(jī)理的研究；2)要認(rèn)識(shí)掌握瘤胃微生物的活動(dòng)及代謝規(guī)律，全面實(shí)施瘤胃發(fā)酵調(diào)控，為開發(fā)新的調(diào)控劑打下基礎(chǔ)。

4 植物提取物對(duì)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響

植物提取物因其化學(xué)性質(zhì)不同、劑量以及動(dòng)物的種屬差異，會(huì)產(chǎn)生不同的效果，進(jìn)而改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能。Yang等[56]研究發(fā)現(xiàn)，在70日齡的肉牛飼糧中，每天添加400、800或1 600 mg肉桂醛，每日采食量(DMI)和平均日增重在試驗(yàn)時(shí)間呈線性增加。在奶牛中，添加肉桂醛(1 g/d或50 mg/kg)，對(duì)DMI、產(chǎn)奶量和乳汁成分的變化無任何影響[57]。在一系列交叉和隨機(jī)設(shè)計(jì)試驗(yàn)中，肉桂醛和丁香酚的混合物(每頭525 mg/d)對(duì)奶牛的生產(chǎn)性能無顯著影響[58]。Wall等[59]報(bào)道，同樣的植物提取物混合物，在多產(chǎn)奶牛中應(yīng)用，400和600 mg/d組日產(chǎn)奶量顯著降低；然而，對(duì)初產(chǎn)奶牛，200和600 mg/d組日產(chǎn)奶量則顯著增加。植物提取物也僅使初產(chǎn)奶牛的DMI有所增加。因此，植物提取物的生產(chǎn)效應(yīng)取決于奶牛所處的階段。在Tager等[60]的研究中，飼糧中添加辣椒素(每頭250 mg/d)對(duì)奶牛的產(chǎn)奶量無影響。然而，最近的研究報(bào)道了辣椒素對(duì)奶牛的生產(chǎn)性能具有積極的影響。Oh等[23]研究發(fā)現(xiàn)固體形式的辣椒素(每頭250和500 mg/d)可以增加的牛奶和能量校正乳(ECM)產(chǎn)量。Stelwagen等[61]和Oh等[62]分別報(bào)道，應(yīng)用具有瘤胃保護(hù)作用的辣椒素(每頭100或200 mg/d)可分別提高奶牛的產(chǎn)奶量和飼料轉(zhuǎn)化率。研究發(fā)現(xiàn)，在奶牛飼糧中添加低劑量的植物提取物(即4～38 mg/kg)，可增加產(chǎn)奶量或飼料轉(zhuǎn)化率；而在體外試驗(yàn)中，低劑量的植物提取物則對(duì)瘤胃發(fā)酵無顯著影響[63]。Oh等[23]研究發(fā)現(xiàn)，低劑量的植物提取物對(duì)奶牛瘤胃的發(fā)酵沒有影響。

在奶牛飼草中添加檸檬草，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，牛奶風(fēng)味改善起到一定的積極作用，而且檸檬草不僅可以提高奶牛的免疫力，增進(jìn)奶牛的健康和具有令人愉快的檸檬香味，還可以改善牛不良?xì)馕叮古Ｈ荷嬖谝粋€(gè)安逸的環(huán)境里，更有利于生產(chǎn)[64]。研究人員還發(fā)現(xiàn)，對(duì)奶牛場的奶牛噴灑茴香油后，能使奶牛相處得更好，產(chǎn)奶量也因此增加[65]。

5 植物提取物減少CH4排放的研究

反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵所排放的CH4量大約占全球CH4排放量的25%，其所帶來的全球氣候問題已引起了動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)家和環(huán)境學(xué)家們的日益關(guān)注，同時(shí)CH4的產(chǎn)生也是反芻動(dòng)物能量損失的主要方式[66]。植物提取物由于其具有抗菌性，已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域(例如傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)、食物防腐劑以及其他方面)[18]。抗菌特性是由于其含有大量的次級(jí)代謝產(chǎn)物，包括皂苷、萜類、植物油、單寧、酚類化合物等。近年來的研究表明，植物提取物能夠降低反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵的CH4排放量[18]。

作為一種常見的植物提取物，植物油是通過水或乙醇水溶液蒸餾的方式獲得的一種復(fù)雜的混合物，以酚類、萜類、酯類、醛類衍生物最為常見，含有很多的抗菌活性分子，在調(diào)控瘤胃發(fā)酵的同時(shí)還可以保護(hù)反芻動(dòng)物免受病原體的侵害[49]。目前，有很多的研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加一定水平的植物油有降低瘤胃CH4產(chǎn)量的趨勢。Sallam等[67]利用體外產(chǎn)氣法，以精粗比為1∶1的飼糧為發(fā)酵底物，探究了添加不同水平的桉樹油對(duì)瘤胃產(chǎn)CH4效果的影響，結(jié)果表明，添加25、50、100和150 μL的桉樹油分別使CH4產(chǎn)量減少了26.8%、46.8%、77.3%和85.3%。Araujo等[68]利用體外產(chǎn)氣法對(duì)破布木屬馬鞭草科提取出的植物油抑制瘤胃CH4生成的效果進(jìn)行了進(jìn)一步研究，結(jié)果表明以干草為底物進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，添加植物油降低了30%的CH4產(chǎn)量，并且當(dāng)植物油添加水平大于1 mL/mL緩沖瘤胃液時(shí)，其降低CH4產(chǎn)量的能力與莫能菌素相同。Chandrasekharaiah等[69]選用香茅油、白珠樹油和丁香油，通過體外法研究了11個(gè)添加水平對(duì)瘤胃發(fā)酵CH4產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，這3種植物油均線性降低了CH4的產(chǎn)量，且與對(duì)照組相比，當(dāng)香茅油和白珠樹油添加量為2.67和0.66 μL/mL時(shí)，CH4的產(chǎn)量分別被降低了39%和4%，且對(duì)瘤胃發(fā)酵沒有負(fù)面影響。近幾年的大量研究結(jié)果表明，飼糧中添加一定水平的植物油可降低瘤胃發(fā)酵的CH4產(chǎn)量。因此，植物油用于調(diào)控瘤胃發(fā)酵，減少CH4的排放。

皂苷也是植物的次級(jí)代謝產(chǎn)物之一，它是一種高分子量的糖苷，由三萜或甾體類的糖苷配基(皂苷元)與糖鏈相連而成，這些皂苷元含有一個(gè)或更多的C—C鍵[70]。近年來有相關(guān)研究表明皂苷對(duì)瘤胃發(fā)酵的CH4產(chǎn)量也存在一定的影響。Rodríguez等[71]以狼尾草為底物，添加一定水平的象耳豆皂苷，體外發(fā)酵24 h測定CH4的產(chǎn)量，結(jié)果表明，CH4產(chǎn)量顯著降低。Goel等[72]利用體外產(chǎn)氣法探究添加3%、6%和9%的皂苷對(duì)瘤胃發(fā)酵CH4產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，當(dāng)添加水平為6%時(shí)，CH4的產(chǎn)量降低了49.66%。王新峰等[73]利用體外產(chǎn)氣法評(píng)估在60 mL培養(yǎng)基(以0.42 g羊草+0.126 g玉米+0.054 g豆粕為發(fā)酵底物)中添加5、10、20和40 mg/mL的絞股藍(lán)皂苷對(duì)瘤胃發(fā)酵CH4產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，發(fā)酵8 h后CH4的產(chǎn)量分別減少了30.20%、43.49%、44.67%和75.80%；發(fā)酵12 h后CH4的產(chǎn)量分別減少了6.97%、9.63%、18.90%和61.82%；發(fā)酵24 h后CH4的產(chǎn)量分別減少了2.34%、9.39%、6.90%和20.73%，CH4的減少量與添加劑量成線性關(guān)系，說明添加一定水平的絞股藍(lán)皂苷對(duì)抑制CH4產(chǎn)生有一定的積極作用。

添加一定水平的植物提取物可降低瘤胃CH4產(chǎn)量，其作用機(jī)制可能與其抗菌活性及選擇性地改變瘤胃微生物區(qū)系有關(guān)[37]。植物提取物對(duì)瘤胃CH4產(chǎn)量的影響隨其種類、添加劑量、飼糧組成等的不同而不同，并且體內(nèi)和體外的作用效果也不盡相同。

6 小 結(jié)

植物提取物可調(diào)控反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵過程，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，并減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，但其應(yīng)用推廣還存在很多問題。由于植物提取物種類的多樣性，其生物學(xué)活性的作用機(jī)制也不盡相同，這其中包括對(duì)體內(nèi)抗氧化酶在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平的調(diào)控、病原菌表面受體結(jié)合與穿透融和、介導(dǎo)免疫細(xì)胞信號(hào)通路、驅(qū)原蟲作用、減少甲烷菌的增殖等多個(gè)方面。目前大多數(shù)研究都具有短期效應(yīng)，不能正確反映植物提取物在實(shí)際動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，同時(shí)如何確定植物提取物的最適添加濃度也是應(yīng)用植物提取物到實(shí)際生產(chǎn)中的一個(gè)重要限制因素。雖然還存在眾多難題，但是作為一種全新的瘤胃發(fā)酵調(diào)控劑，植物提取物具有良好的應(yīng)用前景。在歐盟委員會(huì)的資助下，由歐洲的多個(gè)國際組織和研究所共同參與的一項(xiàng)名為“Rumen-up”的國際項(xiàng)目已經(jīng)展開，該項(xiàng)目的研究目的是篩選出可降低瘤胃生產(chǎn)過程中CH4氣體的排放，提高反芻動(dòng)物營養(yǎng)物質(zhì)利用率的植物提取物添加劑。能夠從品種多樣的、組成成分復(fù)雜的、活性成分不一的品種中篩選出對(duì)瘤胃發(fā)酵有正效益的植物提取物必將有益于瘤胃發(fā)酵調(diào)控的研究進(jìn)展。

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